439. Ternary Expression Parser

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Created At : 2023-10-28 15:14

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Given a string representing arbitrarily nested ternary expressions, calculate the result of the expression. You can always assume that the given expression is valid and only consists of digits 0-9, ?, :, T and F (T and Frepresent True and False respectively).

Note:

The length of the given string is ≤ 10000.
Each number will contain only one digit.
The conditional expressions group right-to-left (as usual in most languages).
The condition will always be either T or F. That is, the condition will never be a digit.
The result of the expression will always evaluate to either a digit 0-9, T or F.

Example 1:

Input: "T?2:3"

Output: "2"

Explanation: If true, then result is 2; otherwise result is 3.

Example 2:

Input: "F?1:T?4:5"

Output: "4"

Explanation: The conditional expressions group right-to-left. Using parenthesis, it is read/evaluated as:

             "(F ? 1 : (T ? 4 : 5))"                   "(F ? 1 : (T ? 4 : 5))"
          -> "(F ? 1 : 4)"                 or       -> "(T ? 4 : 5)"
          -> "4"                                    -> "4"

Example 3:

Input: "T?T?F:5:3"

Output: "F"

Explanation: The conditional expressions group right-to-left. Using parenthesis, it is read/evaluated as:

             "(T ? (T ? F : 5) : 3)"                   "(T ? (T ? F : 5) : 3)"
          -> "(T ? F : 3)"                 or       -> "(T ? F : 5)"
          -> "F"                                    -> "F"

这道题让我们解析一个三元表达式，我们通过分析题目中的例子可以知道，如果有多个三元表达式嵌套的情况出现，那么我们的做法是从右边开始找到第一个问号，然后先处理这个三元表达式，然后再一步一步向左推，这也符合程序是从右向左执行的特点。那么我最先想到的方法是用用一个stack来记录所有问号的位置，然后根据此问号的位置，取出当前的三元表达式，调用一个eval函数来分析得到结果，能这样做的原因是题目中限定了三元表达式每一部分只有一个字符，而且需要分析的三元表达式是合法的，然后我们把分析后的结果和前后两段拼接成一个新的字符串，继续处理之前一个问号，这样当所有问号处理完成后，所剩的一个字符就是答案，参见代码如下:

解法一：

class Solution {
public:
    string parseTernary(string expression) {
        string res = expression;
        stack<int> s;
        for (int i = 0; i < expression.size(); ++i) {
            if (expression[i] == '?') s.push(i);
        }
        while (!s.empty()) {
            int t = s.top(); s.pop();
            res = res.substr(0, t - 1) + eval(res.substr(t - 1, 5)) + res.substr(t + 4);
        }
        return res;
    }
    string eval(string str) {
        if (str.size() != 5) return "";
        return str[0] == 'T' ? str.substr(2, 1) : str.substr(4);
    }
};

下面这种方法也是利用栈stack的思想，但是不同之处在于不是存问号的位置，而是存所有的字符，将原数组从后往前遍历，将遍历到的字符都压入栈中，我们检测如果栈首元素是问号，说明我们当前遍历到的字符是T或F，然后我们移除问号，再取出第一部分，再移除冒号，再取出第二部分，我们根据当前字符来判断是放哪一部分进栈，这样遍历完成后，所有问号都处理完了，剩下的栈顶元素即为所求:

解法二：

class Solution {
public:
    string parseTernary(string expression) {
        stack<char> s;
        for (int i = expression.size() - 1; i >= 0; --i) {
            char c = expression[i];
            if (!s.empty() && s.top() == '?') {
                s.pop();
                char first = s.top(); s.pop();
                s.pop();
                char second = s.top(); s.pop();
                s.push(c == 'T' ? first : second);
            } else {
                s.push(c);
            }
        }
        return string(1, s.top());
    }
};

下面这种方法更加简洁，没有用到栈，但是用到了STL的内置函数find_last_of，用于查找字符串中最后一个目前字符串出现的位置，这里我们找最后一个问号出现的位置，刚好就是最右边的问号，我们进行跟解法一类似的处理，拼接字符串，循环处理，参见代码如下：

解法三：

class Solution {
public:
    string parseTernary(string expression) {
        string res = expression;
        while (res.size() > 1) {
            int i = res.find_last_of("?");
            res = res.substr(0, i - 1) + string(1, res[i - 1] == 'T' ? res[i + 1] : res[i + 3]) + res.substr(i + 4);
        }
        return res;
    }
};

参考资料：

https://discuss.leetcode.com/topic/64389/easy-and-concise-5-lines-python-java-solution

https://discuss.leetcode.com/topic/64409/very-easy-1-pass-stack-solution-in-java-no-string-concat/2

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